EP1559895B1

EP1559895B1 - Procédé de diagnostic et de correction de l'état de fonctionnement d'un moteur diesel pour véhicule automobile

Info

Publication number: EP1559895B1
Application number: EP05290185.7A
Authority: EP
Inventors: Ludovic Peron; Guillaume Meissonnier; Claire Vermonet; Cédric Lorret
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA; Delphi International Operations Luxembourg SARL
Current assignee: PSA Automobiles SA; Delphi International Operations Luxembourg SARL
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2005-01-27
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2025-01-27
Also published as: US7120536B2; US20050171680A1; FR2865771B1; FR2865771A1; EP1559895A1

Description

La présente invention concerne un procédé de diagnostic et de correction de l'état de fonctionnement d'un moteur Diesel pour véhicule automobile.
Il est connu dans l'état de la technique des systèmes de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un moteur Diesel pour véhicule automobile qui utilisent des informations délivrées par des chaînes d'acquisition de signaux associées au moteur, généralement des chaînes d'acquisition de la pression dans les cylindres et une chaîne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur classiquement associées au moteur Diesel, notamment pour établir un diagnostic de fuites dans les cylindres.
De plus, il est connu des stratégies de contrôle du fonctionnement du moteur utilisant un signal de pression cylindre pour d'autres fonctions du contrôle moteur. Le type de systèmes utilisant de telles stratégies suppose que les chaînes d'acquisition fonctionnent correctement et sont parfaitement calibrées. Par conséquent, si au moins une chaîne d'acquisition est défaillante, un diagnostic de fuite peut être établi alors même que le ou les cylindres mis en cause fonctionnent de manière satisfaisante, ou le contrôle moteur peut provoquer des dysfonctionnements et une augmentation des émissions polluantes en cas de non prise en compte de cette défaillance ou dérive.
De plus en cas d'une défaillance ou d'une dérive prédéterminée du moteur ou des chaînes d'acquisition, ces systèmes de l'état de la technique émettent uniquement un diagnostic à l'attention de l'utilisateur du véhicule pour une intervention de réparation humaine alors que, d'une manière générale, le moteur est associé à des moyens de correction embarquée propres à corriger ces défaillances et/ou dérives.
Par ailleurs, de manière classique, de tels systèmes mettent en oeuvre des algorithmes se fondant sur des modèles paramétriques du moteur ou de l'évolution de la pression dans les cylindres. Ces algorithmes nécessitent généralement un nombre d'opérations important, de sorte que la mise en oeuvre du traitement de données correspondant par un calculateur embarqué dans le véhicule, généralement un micro-contrôleur à capacité de calcul réduite, est difficilement envisageable.
Les documents US 6 684 151 B1 et US 4 744 243 sont des exemples de correction d'un signal de pression ou d'angle vilebrequin.
La présente invention a pour but de résoudre les problèmes susmentionnés en proposant un procédé de diagnostic et de correction de l'état de fonctionnement d'un moteur Diesel pour véhicule automobile consistant à tester le bon fonctionnement des chaînes d'acquisition de la pression dans les cylindres et de la chaîne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur et à identifier des dysfonctionnement et des dérives de fonctionnement du moteur en fonction de l'évolution de la pression dans les cylindres de celui-ci.
Un autre but de l'invention est de proposer un procédé de diagnostic et de correction consistant à déclencher une correction automatique de ceux-ci par des moyens de correction embarqués dans le véhicule automobile.
A cet effet l'invention a pour objet un procédé de diagnostic et de correction de l'état de fonctionnement d'un moteur Diesel pour véhicule automobile tel que défini dans la revendication 1.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de détermination (114) de l'état de fonctionnement de chaque cylindre par rapport à un état prédéterminé de fonctionnement nominal du cylindre consistant à identifier un état de fonctionnement du cylindre parmi l'état prédéterminé de fonctionnement nominal du cylindre et un état de dérive prédéterminé en fonction de l'évolution de la pression dans les cylindres, et ce qu'il est adapté pour déclencher l'étape (102) d'analyse lorsque l'étape (114) de détermination détermine au moins un état de dérive d'un cylindre.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape d'analyse du fonctionnement de chaque cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur comprend les étapes:

de détermination d'un écart de variation entre la variation du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression pour une première plage prédéterminée d'angles vilebrequin du cylindre et un modèle prédéterminé de variation de pression dans le cylindre ;
de détermination d'un écart d'angle entre l'angle de pression maximale de la phase de compression du cycle du cylindre et un modèle prédéterminé d'angle de pression maximale de la phase de compression du cylindre ; et
d'identification de l'état de fonctionnement du cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur en fonction des écarts de variation et d'angle déterminés et de plages prédéterminées d'écarts de variation et d'écart d'angle de pression maximale de la phase de compression.

Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape de détermination de l'écart de variation consiste à acquérir une population d'un nombre prédéterminé de valeurs de la variation du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression dans le cylindre pour la première plage prédéterminée d'angles vilebrequin et à déterminer l'écart de variation comme la différence entre la moyenne de cette population et une valeur prédéterminée de référence de variation de pression dans le cylindre pour la plage prédéterminée d'angles vilebrequin.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape de détermination de l'écart d'angle consiste à acquérir une population d'un nombre prédéterminé de valeurs d'angle de pression maximale de la phase de compression du cycle du cylindre et à déterminer l'écart d'angle comme la différence entre la moyenne de cette population et une valeur prédéterminée de référence d'angle de pression maximale de la phase de compression du cylindre.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape d'identification de l'état de fonctionnement consiste à identifier l'état nominal de fonctionnement du cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur si l'écart de variation déterminé est compris dans une première plage prédéterminée d'écarts de variation et si l'écart d'angle déterminé est compris dans une première plage prédéterminée d'écarts d'angle.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape d'identification de l'état de fonctionnement consiste à identifier l'état nominal de fonctionnement du cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur si l'écart de variation déterminé est compris dans une première plage prédéterminée d'écarts de variation et si l'écart d'angle déterminés est compris dans une première plage prédéterminée d'écarts d'angle et si la variance de la population de valeurs de variation est inférieure à un seuil prédéterminé de variance de variation et si la variance de la population de valeurs d'angle est inférieure à un seuil prédéterminé de variance d'angle.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape d'identification de l'état de fonctionnement du cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur consiste en outre à identifier un dysfonctionnement ou une dérive dans le cylindre et/ou la chaîne d'acquisition de pression dans le cylindre et/ou la chaîne d'acquisition de l'angle moteur lorsque l'état nominal de fonctionnement n'est pas identifié, et à déterminer si le dysfonctionnement ou la dérive identifié appartient à l'ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives corrigeables par les moyens de correction embarqués dans le véhicule automobile.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce qu'il consiste à émettre un signal d'intervention nécessaire si au moins un dysfonctionnement est identifié comme non corrigeable par les moyens de correction embarqués, et en ce que l'étape de correction est déclenchée si au moins un dysfonctionnement est identifié comme corrigeable par les moyens de correction embarqués.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape d'analyse du fonctionnement de chaque cylindre, et des chaînes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur est déclenchée à la suite du premier démarrage du moteur ou du démarrage de celui-ci à la suite d'interventions prédéterminées, le moteur étant au ralenti.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce l'étape de détermination de l'état de fonctionnement de chaque cylindre par rapport à l'état nominal de fonctionnement prédéterminé comprend les étapes :

de détermination d'un écart de ratio entre le ratio d'une variation de pression dans le cylindre sur la somme de variations de la pression dans les autres cylindres et un modèle prédéterminé de ratio, chacune des variations de la pression dans un cylindre correspondant à la variation de pression pour une seconde plage prédéterminée d'angles vilebrequin ; et
d'identification d'un état de dérive du fonctionnement du cylindre parmi l'état nominal et l'état de dérive de fonctionnement du cylindre en fonction d'une plage prédéterminée d'écarts de ratio.

Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape de détermination d'un écart de ratio comprend :

une étape d'acquisition d'une population d'un nombre prédéterminé de n-uplets des valeurs de variation de pression pour la seconde plage d'angles vilebrequin dans chaque cylindre du moteur, où n est le nombre de cylindres du moteur ;
une étape de génération pour chaque n-uplet du ratio de la valeur de la variation de pression dans le cylindre sur la somme des valeurs de la variation de pression dans les autres cylindres afin d'obtenir une population de ratios pour le cylindre ; et
une étape de détermination de l'écart de ratio comme la différence entre la moyenne de la population de ratios pour le cylindre et une valeur de référence prédéterminée de ratio pour le cylindre.

Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape d'identification de l'état de dérive du fonctionnement du cylindre consiste à déterminer l'état nominal de fonctionnement du cylindre si l'écart de ratio est compris dans la première plage prédéterminée de ratios.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que la valeur de référence de ratio de pression dans le cylindre et la première plage d'écarts de ratio sont respectivement la moyenne et un intervalle de confiance de risque prédéterminé d'une distribution gaussienne de la moyenne du ratio de pression dans le cylindre, déterminés à la suite du premier démarrage du moteur.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape de détermination des dérives du fonctionnement de chaque cylindre est déclenchée si l'état nominal de fonctionnement a été identifié pour chaque cylindre et les chaînes d'acquisition de la pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce que l'étape de détermination de l'état de fonctionnement de chaque cylindre est déclenchée régulièrement.
Selon une autre caractéristique, le procédé est caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'évaluation des résultats de la correction mise en oeuvre par les moyens de correction embarqués, et en ce qu'il consiste à émettre un signal d'intervention nécessaire si l'évaluation des résultats de la correction détermine un échec de la correction.
La présente invention a également pour objet un système de diagnostic et de correction de l'état de fonctionnement d'un moteur Diesel du type susmentionnée mettant en oeuvre le procédé selon l'invention.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et prise en relation avec les dessins annexés, dans lesquels des références identiques concernent des éléments identiques ou analogues, et dans lesquels :

la figure 1 est une vue schématique d'un moteur Diesel à rampe commune d'alimentation équipé de chaînes d'acquisition de pression dans les cylindres et d'une chaîne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur, et d'une unité de contrôle du fonctionnement du moteur;
la figure 2 est un organigramme des principales étapes du procédé selon l'invention ;
la figure 3 est un plan de diagnostic de l'état de fonctionnement des cylindres et des chaînes d'acquisition de la pression dans les cylindres et de l'angle de l'arbre moteur ;
la figure 4 est un organigramme de l'étape d'analyse, pour chaque cylindre du moteur, du fonctionnement de ce cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans ce cylindre et de l'angle de l'arbre moteur du procédé selon l'invention;
la figure 5 est un organigramme de l'étape de détermination des dérives du fonctionnement de chaque cylindre par rapport à l'état nominal de fonctionnement prédéterminé du cylindre du procédé selon l'invention ; et
la figure 6 est une vue schématique d'un mode de réalisation préféré de l'unité de diagnostic de l'état de fonctionnement entrant dans la constitution du système de la figure 1.

Sur la figure 1, est illustré sous la référence générale 10 un moteur Diesel pour véhicule automobile équipé par exemple de quatre cylindres 12a, 12b, 12c, 12d. Chaque cylindre du moteur comprend un injecteur 14a, 14b, 14c, 14d, une culasse 18a, 18b, 18c, 18d, un piston 20a, 20b, 20c, 20d et une chambre de combustion 22a, 22b, 22c, 22d délimitée par le piston et la culasse du cylindre. L'injecteur du cylindre, compris dans la culasse du cylindre, est raccordé à une rampe commune d'alimentation 24 du moteur et est adapté pour alimenter la chambre de combustion 22a, 22b, 22c, 22d du cylindre en carburant selon au moins une injection pilote et une injection principale de carburant, comme cela est connu dans l'état de la technique.
Chaque cylindre est par ailleurs associé à une chaîne 24a, 24b, 24c, 24d d'acquisition de pression dans le cylindre, comprenant par exemple un capteur 26a, 26b, 26c, 26d de déformation à élément piézoélectrique inséré dans la culasse du cylindre ou intégré à la bougie de préchauffage, et propre à mesurer des déformations de celle-ci sous l'effet de variations de pression dans la chambre de combustion du cylindre. Les pistons 20a, 20b, 20c, 20d sont raccordés à un arbre moteur 28 du moteur 10. L'arbre moteur 28 est associé à une chaîne 30 d'acquisition de l'angle d'arbre moteur, comprenant par exemple un capteur à effet Hall associé à une roue dentée fixée sur l'arbre moteur. Cette chaîne est en outre propre à délivrer l'angle vilebrequin de chaque cylindre d'une manière connue en soi.
Les chaînes 24a, 24b, 24c, 24d d'acquisition de pression dans les cylindres et la chaîne 30 d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur sont raccordées à une unité 32 de contrôle du fonctionnement du moteur adaptée pour commander le fonctionnement du moteur en fonction des mesures de pression dans les cylindres et d'angle de l'arbre moteur. L'unité 32 de contrôle du fonctionnement est raccordée aux injecteurs des cylindres du moteur et à la rampe commune d'alimentation 24 et est adaptée pour commander différents paramètres de fonctionnement du moteur comme par exemple les caractéristiques des injections, etc, en fonction de mesures de pression et d'angle de l'arbre moteur délivrées par les différentes chaînes d'acquisition.
L'unité 32 de contrôle comprend des moyens 34 de correction de dysfonctionnements/dérives embarqués adaptés pour corriger un ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives du moteur et des chaînes d'acquisition de pression dans les cylindre et de l'angle de l'arbre moteur comme par exemple un mauvais calibrage d'un capteur, un mauvais calage angulaire, une inversion de certains branchements etc...
Enfin, l'unité 32 de contrôle comprend une unité 36 de diagnostic de l'état de fonctionnement du moteur mettant en oeuvre le procédé objet de l'invention.
La figure 2 est un organigramme du procédé de diagnostic de l'état fonctionnement d'un moteur Diesel selon l'invention mis en oeuvre par l'unité 36 de diagnostic de l'unité du contrôle du fonctionnement du moteur et appliqué au diagnostic de l'état de fonctionnement du moteur de la figure 1.
A une première étape 100, consécutive à un démarrage du moteur 10, le procédé consiste à tester si le démarrage est le premier démarrage du moteur ou est consécutif à une intervention comprise dans un ensemble prédéterminé d'interventions. Si le résultat de ce test est positif, une étape 102 d'analyse, pour chaque cylindre du moteur, du fonctionnement du cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur, est déclenchée.
L'étape d'analyse 102, mise en oeuvre lorsque le moteur est au ralenti, consiste à déterminer pour chaque ensemble composé d'un cylindre, de la chaîne d'acquisition de pression dans ce cylindre et de la chaîne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur, si cet ensemble fonctionne dans un état nominal prédéterminé de fonctionnement ou s'il est sujet à un dysfonctionnement ou une dérive prédéterminé, et à identifier le dysfonctionnement ou la dérive si cet ensemble ne fonctionne pas de manière nominale, comme cela sera expliqué plus en détail par la suite.
Lorsque le moteur démarre pour la première fois ou à la suite d'une intervention humaine de l'ensemble prédéterminé d'interventions, certains dysfonctionnements sont susceptibles de se produire, comme par exemple un mauvais branchement de connexions électriques, un capteur de pression défectueux, un mauvais calage angulaire de la roue dentée de la chaîne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur, une fuite dans un cylindre, un mauvais calibrage d'une chaîne d'acquisition de pression dans un cylindre, etc.
Si un ou plusieurs dysfonctionnements ou dérives ont été identifiés lors de l'étape 102, le procédé teste dans une étape 104 si chaque dysfonctionnement et dérive identifié(e) appartient à l'ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives corrigeables par les moyens 34 de correction de dysfonctionnements/dérives embarqués. Si chaque dysfonctionnement et chaque dérive identifié(e) est effectivement corrigeable par les moyens 34 de correction, le procédé selon l'invention consiste alors, dans une étape 106 de correction d'état non nominal, à corriger par les moyens 34 de correction embarqués les dysfonctionnements identifiés.
Une fois la correction effectuée pour chaque dysfonctionnement corrigeable, le procédé consiste ensuite, dans une étape 108, à évaluer les résultats de la correction. Si l'évaluation est négative, c'est-à-dire si la correction a échoué, le procédé est propre, dans une étape 110, à émettre un signal à l'attention de l'utilisateur du véhicule pour lui signifier qu'une intervention est nécessaire. Le procédé bascule ensuite, dans une étape 112, successive à l'étape 110 d'émission du signal d'intervention, le moteur dans un mode dégradé de fonctionnement prédéterminé.
Si le résultat du test mis en oeuvre lors de l'étape 104 est négatif, c'est-à-dire si un dysfonctionnement ou une dérive identifié(e) n'appartient pas à l'ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives corrigeables par les moyens 34 de correction embarqués, l'étape 110 d'émission de signal d'intervention nécessaire est alors déclenchée.
Si le processus 102 d'analyse détermine le fonctionnement nominal pour chaque cylindre et les chaînes d'acquisition de la pression dans celui-ci et de l'angle de l'arbre moteur, et donc l'absence de dysfonctionnement, le procédé consiste alors, dans une étape 113 , à déterminer et mémoriser des valeurs utilisées dans une étape 114 de détermination de l'état de fonctionnement de chaque cylindre, comme cela sera également expliqué plus en détail par la suite.
Le processus 114 détermine notamment si chaque cylindre fonctionne dans son état nominal et détermine un état de dérive du fonctionnement de celui-ci si tel n'est pas le cas.
L'état de dérive d'un cylindre est ainsi déterminé une fois diagnostiqué que les chaînes d'acquisition de pression et de l'angle de l'arbre moteur fonctionnent de manière satisfaisante, de sorte que cette détermination n'est pas faussée par un élément des chaînes d'acquisition défectueux ou fonctionnant de manière non satisfaisante.
Une fois l'étape 114 de détermination effectuée, si au moins une dérive du fonctionnement d'un cylindre a été diagnostiquée, le procédé reboucle sur l'étape 102 d'analyse du fonctionnement du cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur pour identifier cette au moins une dérive.
Lorsque le résultat du test de l'étape 100 du procédé pour savoir si le démarrage est le premier démarrage du moteur ou est consécutif à une intervention de l'ensemble prédéterminé d'interventions est négatif, le procédé consiste, dans une étape 118, à tester une condition de déclenchement de l'étape 114 de détermination de l'état de dérive de chaque cylindre. Par exemple le processus 118 teste si le nombre de kilomètres parcourus par le véhicule depuis la dernière détermination des dérives est supérieur ou égal à une valeur prédéterminée de kilomètres. Le processus 118 teste également si l'unité 32 de contrôle du fonctionnement du moteur a commis une faute comprise dans une liste prédéterminée de fautes. Cette liste prédéterminé comprend par exemple des fautes de l'unité 32 de contrôle qui ont pour conséquence des valeurs non cohérente de la régulation du contrôle moteur en fonction des signaux de pression cylindre délivrés par les chaînes d'acquisition de pression dans les cylindres.
Si le résultat de ce test est négatif, l'occurrence de la satisfaction de la condition de déclenchement continue d'être scrutée. Si le résultat de ce test est positif, l'étape 114 de détermination est alors déclenchée.
Enfin si le résultat de l'évaluation des résultats de la correction d'état non nominal mis en oeuvre à l'étape 108 du procédé est positif, l'étape 118 de test de la condition de déclenchement de l'étape 114 de détermination des dérives est alors déclenchée.
Il va maintenant être décrit, en relation avec la figure 3 et la figure 4, l'étape 102 d'analyse, pour chaque cylindre du moteur, du fonctionnement de ce cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans ce cylindre et de l'angle de l'arbre moteur.
L'étape 102 d'analyse est mise en oeuvre cylindre par cylindre de manière séquentielle, le moteur étant au ralenti, en supprimant l'injection pilote sur le cylindre en cours de diagnostic ainsi qu'en en sous-calant l'injection principale pour que la combustion commence plus de 5° vilebrequin après le point mort haut, et/ou en supprimant la recirculation des gaz d'échappement, ci-après « EGR », si la précision de la détermination et l'identification des dysfonctionnements et des dérives est améliorée sur le type de véhicule auquel s'applique le procédé selon l'invention comme cela a été déterminé lors d'une étude statistique préalable.
L'étape 102 consiste, pour un cylindre, tout d'abord à analyser simultanément l'amplitude du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression dans le cylindre et l'angle de pression maximale de la courbe de compression du cycle du cylindre, ci-après « APMC ». Plus particulièrement le procédé consiste à acquérir lors de la phase de compression du cycle du cylindre, la valeur du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression dans le cylindre et la valeur de l'angle de l'arbre moteur délivrée par la chaîne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur afin d'obtenir l'évolution du signal délivré par la chaîne d'acquisition en fonction de l'angle vilebrequin du cylindre.
La recherche directe de la valeur maximale du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression dans le cylindre ne présente pas d'une manière générale une bonne précision du fait qu'une faible variation de pression au voisinage immédiat du point mort haut du cycle du cylindre peut être noyée dans le bruit de mesure.
Le processus 102 échantillonne tout d'abord le signal délivré par la chaîne d'acquisition dans une fenêtre prédéterminée de ±5° vilebrequin autour d'une estimation du point mort et obtient ainsi une courbe échantillonnée.
Ensuite, le processus 102 détermine le centre de symétrie de cette courbe, c'est-à-dire l'APMC, en ajustant par exemple par les moindres carrés un polynôme du second degré aux données échantillonnées de la courbe puis détermine la position du maximum de ce polynôme et donc l'APMC.
De manière avantageuse la détermination de l'APMC par les moindres carrés nécessite très peu de calculs. En effet cette valeur de position du maximum est exprimable sous forme polynomiale. En notant xi les valeurs d'angle aux points d'échantillonnage, et yi les valeurs de pression à ces points, et si les échantillons sont pris de façon symétrique autour de zéro afin d'avoir $\sum_{i = 1}^{N} x_{i} = 0 et \sum_{i = 1}^{N} x_{i}^{3} = 0,$
l'APMC est déterminé par le processus 102 selon la relation : $APMC = \frac{- \sum_{i = 1}^{N} x_{i} y_{i} (N . \sum_{i = 1}^{N} x_{i}^{4} - {(\sum_{i = 1}^{N} x_{i}^{2})}^{2})}{(N . \sum_{i = 1}^{N} x_{i}^{2} y_{i} - \sum_{i = 1}^{N} x_{i}^{2} . \sum_{i = 1}^{N} y_{i})}$
L'analyse en amplitude consiste à comparer la variation Δ S = S(α₂)-S(α₁) de la valeur S du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression dans le cylindre, entre deux angles vilebrequin prédéterminés α₁ et α₂ de la phase de compression du cycle du cylindre, à une valeur prédéterminée correspondant à une variation de pression représentative d'un ensemble de moteurs de la famille du moteur Diesel auquel le procédé selon l'invention s'applique.
De manière analogue, l'analyse de l'angle de pression maximale de la courbe de compression consiste à comparer l'APMC observé du cylindre à une valeur prédéterminée correspondant à un angle de pression maximale de la phase de compression représentatif de l'ensemble de moteurs de la famille du moteur Diesel, auquel le procédé selon l'invention s'applique.
Lors d'une étude antérieure, des populations de variations de pression entre les angles vilebrequin α₁ et α₂ APMC ont été observées pour les cylindres de l'ensemble de moteurs dans différents états d'usures et différentes conditions de fonctionnement, mais présentant l'état nominal de fonctionnement des cylindres et des chaînes d'acquisition. Pour des raisons de concision, un cylindre d'un moteur associé à des chaînes d'acquisition de pression dans celui-ci et d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur qui fonctionnent de manière nominale sera qualifié par la suite d' « ensemble cylindre nominal ». Cette étude statistique détermine également si la coupure de l'EGR susmentionnée améliore de manière utile la précision de diagnostic pour le type de moteur Diesel objet du diagnostic mis en oeuvre par le procédé selon l'invention.
Une étude statistique de la population de variations de pression ainsi acquise établit que l'accroissement de pression, pour un ensemble cylindre nominal entre les angles vilebrequin prédéterminés α₁ et α₂ de la phase de compression, est une variable aléatoire gaussienne de moyenne m_ΔP et de variance σ² _ΔP. D'une manière analogue, une étude statistique de la population d'APMC ainsi acquise établit que l'APMC pour un ensemble cylindre nominal est une variable aléatoire gaussienne de moyenne m_APMC et de variance σ² _APMC.
La figure 3 est une partition d'un plan de diagnostic obtenue également lors de l'étude antérieure. Ce plan permet de caractériser le fonctionnement du cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans celui-ci et de l'angle de l'arbre moteur en fonction des écarts de fonctionnement de cet ensemble par rapport au couple de valeurs (m_ΔP,m_APMC) représentatif de l'état nominal de fonctionnement.
Ce plan de diagnostic est pourvu d'un repère orthogonal d'origine (m_ΔP,m_APMC) dont l'abscisse repère la moyenne d'une population observée de N variations ΔS^obs de la valeur du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression dans le cylindre entre les angles vilebrequin α₁ et α₂ à laquelle est soustraite la valeur m_ΔP, et dont l'ordonnée repère la moyenne d'une population observée de M angles de pression maximale de la courbe de compression APMC^obs du cylindre à laquelle est soustraite la valeur m_APMC, où M et N sont des nombres prédéterminés.
L'axe des abscisses est divisé en cinq segments, à savoir $S_{ΔP, 1} = ⌋ - \infty; {LIC}_{ΔP, 2} ⌋, S_{ΔP, 2} = ⌋ {LIC}_{ΔP, 2}; {LIC}_{ΔP, 1} ⌋, S_{ΔP, 3} = ⌋ {LIC}_{ΔP, 1}; {LIC}_{ΔP, 1} ⌋,$
$S_{ΔP, 4} = ⌋ {LSC}_{ΔP, 1}; {LSC}_{ΔP, 2} ⌋ et S_{ΔP, 5} = ⌋ {LIC}_{ΔP, 2}; + \infty ⌊$
où, LIC_ΔP,1 et LSC_ΔP,1 sont les bornes inférieure et supérieure respectivement d'un premier intervalle de confiance prédéterminé, de risque r_ΔP,1, et LIC_ΔP,2 et LSC_ΔP,2 sont les bornes inférieure et supérieure respectivement d'un second intervalle de confiance prédéterminé, de risque r_ΔP,2, d'une variable aléatoire selon la relation : $\hat{x} = \frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {\hat{x}}_{i} - m_{ΔP}$
où x̂_i, i=1,..., N, est une variable aléatoire gaussienne de moyenne m_ΔP et de variance σ² _ΔP.
L'axe des ordonnées est également divisé en cinq segments, à savoir $S_{APMC, 1} = ⌋ - \infty; {LIC}_{APMC, 2} ⌋, S_{APMC, 2} = ⌋ {LIC}_{APMC, 2}; {LIC}_{APMC, 1} ⌋,$
$S_{APMC, 3} = ⌋ {LIC}_{APMC, 1}; {LIC}_{APMC, 1} ⌋, S_{APMC, 4} = ⌋ {LSC}_{APMC, 1}; {LSC}_{APMC, 2} ⌋$
et $S_{APMC, 5} = ⌋ {LSC}_{APMC, 2}; + \infty ⌊,$
où LIC_APMC,1 et LSC_APMC,1 sont les bornes inférieure et supérieure respectivement d'un premier intervalle de confiance prédéterminé, de risque r_APMC,1, et LIC_APMC,2 et LSC_APMC,2 sont les bornes inférieure et supérieure respectivement d'un second intervalle prédéterminé de confiance, de risque r_APMC,2 de la variable aléatoire selon la relation : $\hat{Y} = \frac{1}{M} \sum_{i = 1}^{M} {\hat{y}}_{i} - m_{AMPC}$
où ŷ_i, i=1,..., M, est une variable aléatoire de moyenne m_APMC et de variance σ ² _APMC.
Il peut être rappelé qu'un intervalle de confiance [LIC ; LSC] de risque α associé à une variable aléatoire gaussienne $\hat{W} = \frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {\hat{w}}_{i},$
où ŵ_i, i=1,..., N, est une variable aléatoire gaussienne de moyenne m_w et de variance σ ² _w , est l'intervalle $[m_{w} - t_{α} \frac{σ_{w}}{\sqrt{N}}; m_{w} + t_{w} \frac{σ_{w}}{\sqrt{N}}]$
où t_α est un nombre tel que la probabilité P(G < t_α) qu'une réalisation G de la variable aléatoire Ĝ gaussienne centrale réduite soit égale à $1 - \frac{α}{2} .$
.
Chacune des plages prédéterminées S_ΔP,i × S_APMC,j, i=1,2,...,5; j=1,2,...,5 est représentative d'un état de fonctionnement prédéterminé du cylindre et des chaînes d'acquisition de la pression dans celui-ci et de l'angle de l'arbre moteur, c'est-à-dire l'état nominal, un dysfonctionnement prédéterminé ou une dérive prédéterminée.
La plage centrale S_ΔP,3 × S_APMC,3 est représentative de l'état nominal de fonctionnement. Si le fonctionnement du cylindre et des chaînes d'acquisition associées est tel que le couple (X, Y), constitué par une réalisation de la variable X̂ et une réalisation de la variable Ŷ respectivement, s'écarte du couple (m_ΔP,m_APMC) d'une quantité telle qu'il est compris dans la plage SΔP,₃ × S_APMC,3, alors il est diagnostiqué que le cylindre et les chaînes d'acquisition associées fonctionnent dans l'état nominal de fonctionnement et ne présentent donc pas ni de dysfonctionnement ni de dérive.
Les autres plages correspondent à un état non nominal de fonctionnement. Chacune de celles-ci est représentative d'un dysfonctionnement ou d'une dérive parmi un ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives. Plus particulièrement :

les plages S_ΔP,2 × S_APMC,3 et S_ΔP,4 × S_APMC,3 sont représentatives d'une dérive de la chaîne d'acquisition de pression dans le cylindre. Celle-ci n'est plus calibrée de manière satisfaisante et renvoie une mesure de la pression non représentative de la valeur réelle de la pression dans le cylindre ;
la plage S_ΔP,2 × S_APMC,2 est représentative d'une fuite sur le cylindre ;
les plages S_ΔP,1 × S_APMC,i i = 1,..., 5, sont représentatives d'une absence du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression ;
les plages S_ΔP,5 × S_APMC,i, i = 1,..., 5, sont représentatives d'une saturation de la chaîne d'acquisition de pression ; et
les autres plages sont représentatives d'un problème de calage angulaire de la chaîne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur.

De manière avantageuse, les risques r_ΔP,1 et r_APMC,1 sont égaux à 1%. Ainsi, si la moyenne d'une population de variations observées du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression dans le cylindre n'est pas comprise dans S_ΔP,3, alors la probabilité que le cylindre et les chaînes d'acquisition associées ne fonctionnent pas comme un ensemble cylindre nominal caractérisé par une variation de pression gaussienne, de moyenne m_ΔP et de variance σ² _ΔP, est inférieure à 1%. D'une manière analogue, si la moyenne d'une population d'APMC observés n'est pas comprise dans la plage S_APMC,3 alors la probabilité que le cylindre et les chaînes d'acquisition associées ne fonctionnent pas comme un ensemble cylindre nominal caractérisé par un APMC gaussien, de moyenne m_APMC et de variance σ ² _APMC, est inférieure à 1%.
La figure 4 est un organigramme de l'étape 102 d'analyse, pour chaque cylindre du moteur, du fonctionnement de ce cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans ce cylindre et de l'angle de l'arbre moteur.
Successivement à l'étape 100 du procédé selon l'invention décrite en relation avec la figure 1, le moteur étant au ralenti, une étape 200 d'initialisation est déclenchée et consiste notamment à initialiser à zéro un compteur k de cylindres et une liste L_dys de dysfonctionnements/dérives. Dans une étape 202 suivante, le compteur k de cylindre est incrémenté d'un pas d'incrément de un, et un test est alors réalisé dans une étape 204 pour savoir si la valeur de ce compteur k est supérieure au nombre total n de cylindres du moteur.
Si le résultat de ce test est négatif, le procédé selon l'invention consiste, dans une étape 206, à supprimer l'injection pilote sur le cylindre en cours de diagnostic ainsi qu'à en sous-caler si nécessaire l'injection principale pour que la combustion du carburant de l'injection principale commence plus de 5° vilebrequin après le point mort haut, et éventuellement à supprimer l'EGR si cela améliore la précision du diagnostic comme cela a été décrit précédemment. L'étape 206 consiste ensuite à acquérir une population $\{{ΔS}_{i}^{obs}; i = 1, \dots, N\}$
de N variations du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression dans le k^ième cylindre du moteur entre les angles vilebrequin α₁ et α₂ de la phase de compression du cycle du cylindre.
La moyenne ${\overline{ΔS}}^{obs} = \frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} {ΔS}_{i}^{obs}$
de cette population est alors ensuite générée dans une étape 208 du procédé, ainsi qu'une valeur X selon la relation $X = {\overline{ΔS}}^{obs} - m_{ΔP} .$
Lorsque le résultat du test sur la valeur du compteur k de cylindre est négatif, le procédé consiste également, dans une étape 210, à acquérir une population $\{{APMC}_{i}^{obs}; i = 1, \dots, M\}$
de M APMC pour le k^ième cylindre du moteur. La moyenne ${\overline{APMC}}^{obs} = \frac{1}{M} \sum_{i = 1}^{M} {APMC}_{i}^{obs}$
est alors ensuite générée dans une étape 212 successive ainsi qu'une valeur Y selon la relation : $Y = {\overline{APMC}}^{obs} - m_{APMC} .$
Le procédé consiste ensuite, dans une étape 214, déclenchée lorsque les étapes 208 et 212 du procédé sont terminées, à générer le couple de valeur (X, Y) pour le k^ième cylindre, puis à tester dans une étape 216 si ce couple appartient à la plage prédéterminée S_ΔP,3 × S_APMC,3 représentative de l'état nominal de fonctionnement de l'ensemble formé du k^ième cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans celui-ci et de l'angle de l'arbre moteur.
Si le résultat de ce test sur la valeur du couple (X,Y) est positif, le procédé boucle alors sur l'étape 202 afin de tester le cylindre suivant. Si le résultat de ce test est négatif, c'est-à-dire si un dysfonctionnement ou une dérive est déterminé(e) pour l'ensemble constitué du k^ième cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans ce k^ième cylindre et de l'angle de l'arbre moteur, le procédé identifie, dans une étape 218, un dysfonctionnement ou une dérive en fonction de la plage prédéterminée à laquelle appartient le couple de valeurs (X,Y) et met alors à jours la liste L_dys de dysfonctionnements/dérives en lui ajoutant le dysfonctionnement ou la dérive identifié(e). Le procédé boucle alors ensuite sur l'étape 202.
Si le résultat du test sur la valeur du compteur k de cylindre est positif, c'est-à-dire que tous les ensembles constitués d'un cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans ce cylindre et de l'angle de l'arbre moteur ont été testés, le procédé teste dans une étape 220 l'état de la liste L_dys de dysfonctionnements/dérives. Si la liste L_dys est vide, c'est-à-dire si aucun dysfonctionnement ni aucune dérive n'a été identifié, l'état nominal de fonctionnement des cylindres et des chaînes d'acquisition est alors diagnostiqué. Sinon un état non nominal est diagnostiqué et la liste L_dys de dysfonctionnements/dérives est utilisée dans une étape 222 pour l'identification des dysfonctionnements et des dérives corrigeables par les moyens de correction embarqués. A cet effet, le procédé détermine si chaque dysfonctionnementet chaque dérive listé(e) dans la liste L_dys appartient à l'ensemble des dysfonctionnements et des dérives corrigeables par les moyens de correction embarqués.
Un autre mode de réalisation du procédé selon l'invention consiste lors de l'étape 216 de test pour savoir si le couple de valeurs (X,Y) appartient à la plage prédéterminée S_ΔP,3 × S_APMC,3 à tester également si la variance σ ² _{ΔS_obs} de la population $\{{ΔS}_{i}^{obs}; i = 1, \dots, N\}$
et si la variance σ ² _{APMC_obs} de la population $\{{APMC}_{i}^{obs}; i = 1, \dots, M\}$
du k^ième cylindre sont inférieures à des valeurs prédéterminées de variance LSC_{var_ΔP} et LSC_{var_ APMC} respectivement. Si à la fois le couple (X, Y) appartient à S_AP,3 × S_APMC,3 et la variance σ² _{Δs_obs} est inférieure à LCS_{var_ΔP} et la variance σ² _{APMC_obs} est inférieure à LSC_{var_APMC} alors l'état nominal de fonctionnement du k^ième cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans ce k^ième cylindre et de l'angle de l'arbre moteur est diagnostiqué. Tester simultanément la moyenne et la variance des populations $\{{ΔS}_{i}^{obs}; i = 1, \dots, N\} et \{{APMC}_{i}^{obs}; i = 1, \dots, M\}$
accroît ainsi la capacité du procédé à diagnostiquer l'état nominal de fonctionnement.
L'APMC d'un ensemble cylindre nominal étant une variable aléatoire gaussienne de moyenne m_APMC et de variance σ² _APMC, il est connu que la variable aléatoire selon la relation $(M - 1) \frac{σ_{APMC_obs_nom}^{2}}{σ_{APMC}^{2}}$
suit une loi du chi-deux à M-1 degré de liberté, où σ ² _{APMC_obs_nom} est la variance estimée d'une population de M APMC d'un ensemble cylindre nominal. Il est donc possible de déterminer une valeur seuil LSC_{var_APMC} de confiance de risque prédéterminé r _{var_APMC}, Par exemple 1%, basé sur la loi du chi-deux selon la relation : ${LSC}_{var - APMC} = \frac{χ_{M - 1}^{2} (1 - r_{var_APMC})}{M - 1} σ_{APMC_obs_nom}^{2}$
où χ ² _M-1 est la fonction inverse de la fonction de distribution cumulée de la loi du chi-deux à M - 1 degré de liberté.
D'une manière analogue, une valeur seuil de confiance LSC_{var_ΔP} de risque prédéterminé, par exemple 1 %, est déterminée pour la variance de la population $\{{ΔS}_{i}^{obs}; i = 1, \dots, N\} .$
Il va maintenant être décrit, en relation avec la figure 5, l'étape de détermination de l'état de fonctionnement de chaque cylindre par rapport à l'état nominal de fonctionnement prédéterminé du cylindre du procédé selon l'invention.
Dans une étape 300, le procédé initialise un compteur v à zéro, puis incrémente ensuite dans une étape 302, la valeur du compteur v d'un pas d'incrément de un.
A une étape 304, une population d'un nombre Q prédéterminé de n-uplets $\{{({ΔS}_{1, i}^{obs}, {ΔS}_{2, i}^{obs}, \dots, {ΔS}_{n, i}^{obs})}_{i}; i = 1, \dots, Q\}$
est acquise, où ΔS^obs _j,i , j=1,...,N, i=1,...,Q est une i^ème variation observée de la valeur du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression dans le j^ème cylindre entre deux angles vilebrequin prédéterminés α₃ et α₄ de la phase de compression du cycle du cylindre. Chaque n-uplet est par exemple acquis au cours d'un cycle de l'arbre moteur.
Le procédé génère ensuite dans une étape 306, pour chaque n-uplet de la population et pour chaque cylindre, un ratio selon la relation : $R_{j, i}^{obs} = \frac{{ΔS}_{j, i}^{obs}}{\sum_{\underset{\begin{matrix} k \neq j \end{matrix}}{k = 1}}^{n} {ΔS}_{k, i}^{obs}} j = 1, \dots N, i = 1, \dots, Q$
Il est ainsi obtenu une population de Q n-uplets de ratios $\{(R_{1, i}^{obs}, R_{2, i}^{obs}, \dots, R_{n, i}^{obs}); i = 1, \dots, Q\} .$
L'étape 308 suivante consiste à former le n-uplet de moyenne de ratios $({\overline{R}}_{1}^{obs}, {\overline{R}}_{2}^{obs}, \dots, {\overline{R}}_{n}^{obs}),$
où ${\overline{R}}_{j}^{obs} = \frac{1}{Q} \sum_{i = 1}^{Q} R_{j, i}^{obs},$
j=1,...,n, est la moyenne des ratios relatifs au j^ième cylindre.
Le procédé génère ensuite dans une étape 310 le n-uplet Z=(Z₁,Z₂,...,Z_n), où Z_j = ${\overline{R}}_{j}^{obs}$
-m_j, j=1,..., n, et m_j est une valeur prédéterminée de référence de ratio représentative du fonctionnement nominal du j^ième cylindre.
L'étape suivante 312 suivante du procédé selon l'invention consiste à tester si le n-uplet Z appartient à une première plage prédéterminée P₁ représentative de l'état nominal de fonctionnement de tous les cylindres du moteur. La plage P₁ est centrée sur le n-uplet (m₁,m₂,...,m_n), et est égale à : $⌊ {LIC}_{R, 1} {LSC}_{R, 1} ⌋ \times ⌊ {LIC}_{R, 2} {LSC}_{R, 2} ⌋ \times \dots \times ⌊ {LIC}_{R, n} {LSC}_{R, n} ⌋$
où $⌊ {LIC}_{R, j} {LSC}_{R, j} ⌋,$
j=1,...,n, est une plage prédéterminée représentative du fonctionnement nominal du j^ième cylindre, et LIC_R,j et LSC_R,j sont la borne inférieure et supérieure respectivement d'un intervalle prédéterminé de confiance de risque prédéterminé r_j associé à une variable aléatoire gaussienne représentative de l'état nominal de fonctionnement du j^ième cylindre, comme cela sera expliqué plus en détail par la suite. Un cylindre j est alors diagnostiqué comme ne fonctionnant pas de manière nominale si la j^ième composante du n-uplet Z n'est pas comprise dans la plage $⌊ {LIC}_{R, j} {LSC}_{R, j} ⌋ .$
Si l'état nominal de fonctionnement de tous les cylindres n'est pas diagnostiqué lors de l'étape 312, c'est-à-dire si le n-uplet (Z₁, Z₂,..., Z_n) n'appartient pas à la plage P₁, un test est mis en oeuvre dans une étape 314 pour savoir si la valeur du compteur v est supérieure ou égale à une valeur prédéterminée v_max. Si le résultat de ce test est négatif, le procédé selon l'invention boucle alors sur l'étape 302.
Si le résultat de ce test est positif, c'est-à-dire si v_max diagnostics successifs ont déterminé qu'au moins un cylindre ne fonctionne pas de manière nominale, un état de dérive de ce au moins un cylindre, et en définitive du moteur, est diagnostiqué. Le procédé boucle alors sur l'étape 102 décrite précédemment pour une identification de dérive comme cela a été décrit précédemment.
Comme on peut le constater, l'étape 114 de détermination comprend moins d'opérations de calcul et d'acquisition que l'étape 102 d'analyse. Ainsi il est particulièrement avantageux de mettre en oeuvre une telle étape pour diagnostiquer des dérives plutôt que de mettre en oeuvre de manière systématique l'étape 102 d'analyse.
La détermination des valeurs de référence de ratio m_j et des intervalles de confiances associes est réalisé lors de l'étape 113 du procédé de la figure 2.
A la suite du premier démarrage du moteur ou d'une intervention humaine de l'ensemble prédéterminé d'interventions, lorsque l'étape 102 du procédé détermine que les cylindres et les chaînes d'acquisition de pression dans les cylindres et de l'angle de l'arbre moteur fonctionnent dans l'état nominal de fonctionnement, c'est-à-dire sans présenter de dysfonctionnement ni de dérive, le procédé consiste dans l'étape 113 à acquérir une population de T n-uplet de ratios {(R ^obs _1,i, R^obs _2,i,..., R^obs _n,i); i =1,...,T} pour les angles α₃ et α₄ de la phase de compression du cycle du cylindre d'une manière analogue aux étapes 304 et 306 décrites ci-dessus en relation avec la figure 5, où T est un nombre prédéterminé.
Le processus 113 détermine alors le n-uplet de moyenne de ratios $({\overline{R}}_{1}^{obs}, {\overline{R}}_{2}^{obs}, \dots, {\overline{R}}_{n}^{obs})$
de cette population d'une manière analogue à l'étape 308 décrite ci-dessus et enregistre ce n-uplet en tant que le n-uplet (m₁,m₂,...,m_n) de valeurs de référence de ratio.
Le processus 113 détermine également le n-uplet de variances de ratios $(σ_{R_{1}}^{2}, σ_{R_{2}}^{2}, \dots, σ_{R_{n}}^{2})$
de cette population, où σ² _Rj est la variance des ratios relatifs au j^ième cylindre et détermine ensuite l'ensemble des intervalles de confiance $\{⌊ L I C_{R, j} L S C_{R, j} ⌋, j = 1, 2, \dots, n\}$
en fonction de ces variances, selon la relation $[L I C_{R, j} L S C_{R, j}] = [- t_{j} \frac{σ_{R_{j}}}{\sqrt{N}}; t_{j} \frac{σ_{R_{j}}}{\sqrt{N}}]$
où t_j est un nombre tel que la probabilité P(G < t_j ) qu'une réalisation G de la variable aléatoire Ĝ gaussienne centrale réduite soit égale à $1 - \frac{r_{j}}{2} .$
.
De manière avantageuse, les angles vilebrequin α₃ et α₄ sont égaux aux angles vilebrequin α₁ et α₂ respectivement, de sorte qu'il est possible d'utiliser les populations de variations des signaux délivrés par les chaîne d'acquisition de pression dans les cylindre, acquises lors de l'étape 206 du processus 102 décrite en relation avec la figure 4, pour calculer les valeurs de référence de ratio et les intervalles de confiance de la manière décrite précédemment. Le processus ne comprend alors pas d'étape d'acquisition de population de variations, ce qui accélère le procédé selon l'invention.
Le test statistique portant sur la variation ΔS du signal délivré par une chaîne d'acquisition de la pression dans un cylindre, par exemple le j^ième cylindre mis en oeuvre dans les étapes 206, 208 et 214 décrit en relation avec la figure 1, peut être remplacé par le test portant sur le ratio ${\overline{R}}_{j}^{obs},$
le principe du procédé restant le même.
Il va maintenant être décrit en relation avec la figure 6, un agencement préféré de l'unité 36 de diagnostic de l'état de fonctionnement de l'unité 32 de contrôle du fonctionnement du moteur entrant dans la constitution du système de la figure 1, et mettant en oeuvre le procédé objet de l'invention tel que décrit précédemment en relation avec les figures 2 à 5.
Des moyens 500 d'acquisition de moyennes et de variances de populations de variations de signal délivré par une chaîne d'acquisition de pression et d'APMC ont pour entrées les signaux délivrés par les chaînes d'acquisition de pression dans les cylindres et le signal délivré par la chaîne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur. Les moyens 500 d'acquisition de moyennes et de variances sont propres à déterminer pour chaque cylindre du moteur, la moyenne ${\overline{ΔS}}^{obs}$
et la variance σ² _{ΔS_obs} d'une population de N variations observées de la valeur du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression dans le cylindre en mettant en oeuvre les étapes du procédé 206 et 208 telles que décrites en relation avec la figure 4, et la moyenne ${\overline{APMC}}^{obs}$
et la variance σ² _{APMC_obs} d'une population de M APMC observés en mettant en oeuvre les étapes 210 et 212 du procédé telles que décrites en relation avec la figure 4.
La valeur des moyennes est alors fournie à des moyens 502 de génération de couple qui sont en outre raccordés à une liste 504 des moyennes de références m_ΔP et m_APMC d'une mémoire non volatile 506. Les moyens 502 sont propres à générer un couple de valeurs (X, Y) en fonction des valeurs des moyennes reçues en entrées et des valeurs de moyennes de référence en mettant en oeuvre l'étape 214 du procédé décrit précédemment en relation avec la figure 4.
Le couple (X,Y) est alors fourni à des premiers moyens 508 de comparaison qui reçoivent comme seconde entrée l'ensemble des plages S_ΔP,i et S_APMC,j d'une liste 510 des plages S_ΔP,i et S_APMC,j de la mémoire non volatile 506. Par ailleurs, les variances σ² _{ΔS_obs} et σ² _{APMC_obs} sont fournies à des seconds moyens 512 de comparaison qui reçoivent également les valeurs LCS_{var_ΔP} et LSC_{var_APMC} d'une liste 514 de valeurs seuil de variance de la mémoire non volatile 506.
Les premiers moyens 508 de comparaison déterminent à quelle plage appartient le couple (x,Y) et les seconds moyens 512 de comparaison déterminent si chacune des variances est inférieure à sa valeur de seuil de variance associée. Les premiers et seconds moyens de comparaison déterminent notamment si l'ensemble du cylindre et des chaînes d'acquisition associée fonctionne dans l'état nominal de fonctionnement caractérisé par la plage S_ΔP,3 × S_APMC,3 et les variances inférieures à leur valeur de seuil respective en mettant en oeuvre l'étape 216 précédemment décrite en relation avec la figure 4
Les résultats de ces comparaisons sont alors fournis à des moyens 516 d'identification de dysfonctionnements et de dérives qui comprennent des moyens de mémorisation (non représentés) de la liste L_dys des dysfonctionnements/dérives et sont propres à mettre à jour celle-ci en fonction des résultats de comparaison en mettant en oeuvre l'étape 218 du procédé décrite en relation avec la figure 4.
En outre le système selon l'invention comprend des moyens 518 d'acquisition de moyennes de ratio ayant comme entrées les signaux délivrés par les chaînes d'acquisition de pression dans les cylindres et le signal délivré par la chaîne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur. Les moyens 518 d'acquisition sont adaptés pour acquérir un n-uplet de moyennes de ratio $({\overline{R}}_{1}^{obs}, {\overline{R}}_{2}^{obs}, \dots {, \overline{R}}_{n}^{obs})$
en mettant en oeuvre les étapes 304, 306 et 308 du procédé selon l'invention comme décrit précédemment en relation avec la figure 5.
Les moyens 518 fournissent le n-uplet de moyennes de ratio à des moyens 520 de génération de n-uplet. Les moyens 520 de génération de n-uplet reçoivent en outre comme seconde entrée les valeurs de référence de ratio m₁, m₂ ,..., m_n d'une liste 522 de valeurs de référence de ratio de la mémoire non volatile 506. Les moyens 520 de génération génèrent alors en réponse le n-uplet Z=(Z_1,Z₂,...,Z_n) en mettant en oeuvre l'étape 310 du procédé objet de l'invention en fonction des entrées qu'ils reçoivent.
Le n-uplet (Z₁, Z₂,..., Z_n) ainsi généré est fourni à des troisièmes moyens 524 de comparaison qui déterminent si ce n-uplet appartient à la plage P1 reçue comme seconde entrée d'une liste 526 d'intervalles de confiances de la mémoire non volatile 506.
Les moyens 516 d'identification de dysfonctionnements et de dérives et les troisièmes moyens 524 de comparaison sont raccordés à des moyens 530 de gestion centrale. Ces moyens 530 de gestion centrale sont en outre raccordés à des moyens 532 d'identification de type de démarrage. Les moyens 532 d'identification de type de démarrage sont propres à déterminer, en mettant en oeuvre l'étape 100 du procédé, si un démarrage du moteur est le premier démarrage ou si le démarrage est successif à une intervention appartenant à une liste 534 prédéterminée d'interventions mémorisée dans la mémoire non volatile 506, et renvoient le résultat de leur détermination aux moyens 530 de gestion centrale.
Les moyens 530 de gestion centrale reçoivent en outre en entrée le nombre de kilomètres KM parcourus par le véhicule automobile. Ils sont également raccordés à la mémoire non volatile 506 pour recevoir une liste 536 des dysfonctionnements et dérives corrigeables par les moyens de correction embarqués dans le véhicule automobile.
Les moyens 530 de gestion centrale reçoivent également en entrée le résultat de tests mis en oeuvre par des moyens 531 de test adaptés pour déterminer si l'unité 32 de contrôle du fonctionnement du moteur a commis une faute de l'ensemble prédéterminé de fautes.
Les moyens 530 de gestion centrale sont par ailleurs raccordés à des moyens 538 d'émission de signal d'intervention nécessaire, aux moyens 34 de correction embarqués, et à des moyens 540 d'analyse de correction par ailleurs raccordés aux moyens 34 de correction embarqués.
Les moyens 530 de gestion centrale sont adaptés pour déclencher les différentes étapes du procédé selon l'invention en commandant les moyens 500, 502, 516, 518, et 520 par la génération d'un signal de commande E en fonction des entrées qu'ils reçoivent.
Si un démarrage déterminé par les moyens 532 de démarrage est le premier démarrage du véhicule, ou un démarrage successif à une intervention d'un type prédéterminé, les moyens 530 de gestion centrale génèrent un signal d'activation des moyens 500, 502 et 516 qui déterminent alors ensemble si les cylindres et les chaînes d'acquisition fonctionnent ou non dans l'état nominal de fonctionnement. Les moyens 530 reçoivent en retour la liste L_dys des dysfonctionnements/dérives.
Si la liste L_dys de dysfonctionnements/dérives est non vide, les moyens 530 de gestion centrale déterminent si les dysfonctionnements et les dérives de la liste sont corrigeables par les moyens 34 de correction embarqués en mettant en oeuvre l'étape 222 du procédé selon l'invention..
Si les dysfonctionnements sont corrigeables, les moyens 530 de gestion centrale désactivent les moyens 500, 502 et 516 et activent les moyens 34 de correction embarqués et les moyens 540 d'analyse de correction. Les moyens 34 de correction reçoivent alors la liste L_dys des corrections à effectuer et fournissent aux moyens 540 d'analyse de correction les résultats de la correction. Les moyens 540 d'analyse de correction évaluent alors la correction et fournissent en retour leur évaluation aux moyens 530 de gestion centrale.
Si la correction a échouée, les moyens 530 de gestion centrale activent alors les moyens 538 d'émission de signal d'intervention nécessaire.
Si la correction est un succès, les moyens 530 de gestion centrale désactivent les moyens de correction et d'analyse de correction et activent alors les moyens 518, et 520.
Si la liste L_dys est vide, les moyens 530 de gestion centrale déterminent et mémorisent les valeurs de référence de ratio et les intervalles de confiances associés en mettant en oeuvre l'étape 113 du procédé décrite en relation avec la figure 2 et activent les moyens 518 et 520 pour la mise en oeuvre de l'étape 114 du procédé.
Si le premier démarrage n'est ni un premier démarrage ni un démarrage successif à une intervention de l'ensemble prédéterminé d'intervention, les moyens 530 de gestion centrale désactivent les moyens 500, 502 et 516 et mettent en suite en oeuvre l'étape 118 de test du déclenchement du procédé selon l'invention en fonction du nombre de kilomètres parcourus KM par le véhicule et des résultats de test délivrés par les moyens 531.
Les moyens 530 activent ensuite les moyens 518 et 520 qui déterminent l'état de dérive des cylindres du moteur si le résultat de ce test est positif.
Les moyens 518, et 520 déterminent alors ensemble l'état de dérive des cylindres et les moyens 530 de gestion centrale activent alors en fonction du résultats délivré par les moyens 524 de comparaison les moyens 500, 502 et 516 si un état de dérive est diagnostiqué.
De nombreuses variations peuvent être envisagées pas l'homme du métier. Par exemple, plutôt que de déclencher une correction si chaque dysfonctionnement ou dérive est identifié comme corrigeable, il est possible de déclencher la correction par les moyens de correction embarqués d'un dysfonctionnement ou d'une dérive identifié(e) comme corrigeable, même si d'autres dysfonctionnements ou dérives sont par ailleurs identifié(e)s comme non corrigeables.

Claims

Procédé de diagnostic et de correction de l'état de fonctionnement d'un moteur (10) Diesel pour véhicule automobile, ce moteur (10) comportant une chaîne (18a, 18b. 18c, 18d) d'acquisition de pression associée à chaque cylindre (12a, 12b, 12c, 12d) du moteur pour acquérir la pression dans chaque cylindre, une chaîne (30) d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur adaptée pour délivrer l'angle vilebrequin de chaque cylindre et des moyens (34) de correction embarqués propres à corriger un ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives des cylindres et des chaînes d'acquisition, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes :
- d'analyse (102) du fonctionnement de chaque cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur, consistant à identifier un état de fonctionnement de l'ensemble composé de ceux-ci parmi un état nominal de fonctionnement, et un ensemble de dysfonctionnements et de dérives prédéterminés en fonction de caractéristiques prédéterminées du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression dans le cylindre, ladite étape d'analyse (102) comprenant une étape d'acquisition de la valeur du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression dans le cylindre et de la valeur de l'angle de l'arbre moteur délivrée par la chaîne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur afin d'obtenir l'évolution du signal délivré par la chaîne d'acquisition en fonction de l'angle vilebrequin du cylindré et

- de correction (106) consistant à corriger des dysfonctionnements et des dérives identifiées appartenant a l'ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives corrigeables par les moyens de correction embarqués.
Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de détermination (114) de l'état de fonctionnement de chaque cylindre par rapport à un état prédéterminé de fonctionnement nominal du cylindre consistant a identifier un état de fonctionnement du cylindre parmi l'état prédéterminé de fonctionnement nominal du cylindre et un état de dérive prédéterminé en fonction de l'évolution de la pression dans les cylindres, et en ce qu'il est adapté pour déclencher l'étape (102) d'analyse lorsque l'étape (114) de détermination détermine au moins un état de dérive d'un cylindre.
Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'étape d'analyse (102) du fonctionnement de chaque cylindre et des chaïnes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur comprend les étapes:
- de détermination (206, 208) d'un écart de variation entre la variation du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression pour une première plage prédéterminée d'angles vilebrequin du cylindre et un modéle prédéterminé de variation de pression dans le cylindre ;

- de détermination (210, 212) d'un écart d'angle entre l'angle de pression maximale de la phase de compression du cycle du cylindre et un modèle prédéterminé d'angle de pression maximale de la phase de compression du cylindre ; et

- d'identification (216, 218) de l'état de fonctionnement du cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur en fonction des écarts de variation et d'angle déterminés et de plages prédéterminées d'écarts de variation et d'écart d'angle de pression maximale de la phase de compression.
Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape (206, 208) de détermination de l'écart de variation consiste à acquérir une population d'un nombre prédéterminé de valeurs de la variation du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression dans la cylindre pour la première plage prédéterminée d'angles vilebrequin et à déterminer l'écart de variation comme la différence entre la moyenne de cette population et une valeur prédéterminée de référence de variation de pression dans le cylindre pour la plage prédéterminée d'angles vilebrequin.
Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'étape (210, 212) de détermination de l'écart d'angle consiste a acquérir une population d'un nombre prédéterminé de valeurs d'angle de pression maximale de la phase de compression du cycle du cylindre et à déterminer l'écart d'angle comme la différence entre la moyenne de cette population et une valeur prédéterminée de référence d'angle de pression maximale de la phase de compression du cylindre.
Procédé selon la revendication 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que l'étape (216, 218) d'identification de l'état de fonctionnement consiste à identifier l'état nominal de fonctionnement du cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur si l'écart de variation déterminé est compris dans une première plage prédéterminée d'écarts de variation et si l'écart d'angle déterminé est compris dans une première plage prédéterminée d'écarts d'angle.
Procédé selon la revendication 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que l'étape (216, 218. 222) d'identification de l'état de fonctionnement consiste à identifier l'état nominal de fonctionnement du cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur si l'écart de variation déterminé est compris dans une première plage prédéterminée d'écarts de variation et si l'écart d'angle déterminés est compris dans une première plage prédéterminée d'écarts d'angle et si la variance de la population de valeurs de variation est inférieure à un seuil prédéterminé de variance de variation et si la variance de la population de valeurs d'angle est inférieure à un seuil prédéterminé de variance d'angle.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en que l'étape d'identification (216, 218, 222) de l'état de fonctionnement du cylindre et des chaînes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur consiste en outre à identifier un dysfonctionnement ou une dérive dans le cylindre et/ou la chaîne d'acquisition de pression dans le cylindre et/ou la chaîne d'acquisition de l'angle moteur lorsque l'état nominal de fonctionnement n'est pas identifié, et à déterminer si le dysfonctionnement ou la dérive identifié appartient à l'ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives corrigeables par les moyens de correction embarqués dans le véhicule automobile.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce qu'il consiste à émettre un signal d'intervention nécessaire si au moins un dysfonctionnement est identifié comme non corrigeable par les moyens de correction embarqués, et en ce que l'étape de correction est déclenchée si au moins un dysfonctionnement est identifié comme corrigeable par les moyens de correction embarqués.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce que l'étape (102) d'analyse du fonctionnement de chaque cylindre, et des chaînes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur est déclenchée à la suite du premier démarrage du moteur ou du démarrage de celui-ci à la suite d'interventions prédéterminées, le moteur étant au ralenti.
Procédé selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que l'étape (114) de détermination de l'état de fonctionnement de chaque cylindre par rapport à l'état nominal de fonctionnement prédéterminé comprend les étapes :
- de détermination (304, 306, 308, 310) d'un écart de ratio entre le ratio d'une variation de pression dans le cylindre sur la somme de variations de la pression dans les autres cylindres et un modèle prédéterminé de ratio, chacune des variations de la pression dans un cylindre correspondant à la variation de pression pour une seconde plage prédéterminée d'angles vilebrequin ; et

- d'identification (312, 314) d'un état de dérive du fonctionnement du cylindre parmi l'état nominal et l'état de dérive de fonctionnement du cylindre en fonction d'une plage prédéterminée d'écarts de ratio.
Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'étape (304, 306, 308, 310) de détermination d'un écart de ratio comprend :
- une étape (304) d'acquisition d'une population d'un nombre prédéterminé de n-uplets des valeurs de variation de pression pour la seconde plage d'angles vilebrequin dans chaque cylindre du moteur, où n est le nombre de cylindres du moteur ;

- une étape (306) de génération pour chaque n-uplet du ratio de la valeur de la variation de pression dans le cylindre sur la somme des valeurs de la variation de pression dans les autres cylindres afin d'obtenir une population de ratios pour le cylindre ; et

- une étape (308, 310) de détermination de l'écart de ratio comme la différence entre la moyenne de la population de ratios pour le cylindre et une valeur de référence prédéterminée de ratio pour le cylindre.
Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que l'étape (312, 314) d'identification de l'état de dérive du fonctionnement du cylindre consiste à déterminer l'état nominal de fonctionnement du cylindre si l'écart de ratio est compris dans la première plage prédéterminée de ratios.
Procédé selon l'une quelconque des revendications 11 à 13. caractérise en ce que la valeur de référence de ratio de pression dans le cylindre et la première plage d'écarts de ratio sont respectivement la moyenne et un intervalle de confiance de risque prédéterminé d'une distribution gaussienne de la moyenne du ratio de pression dans le cylindre, déterminés à la suite du premier démarrage du moteur.
Procédé selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendications 3 à 14, caractérisé en ce que l'étape de détermination des dérives du fonctionnement de chaque cylindre est déclenchée si l'état nominal de fonctionnement a été identifié pour chaque cylindre et les chaînes d'acquisition de la pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur.
Procédé selon la revendication 2 et l'une quelconque des revendications 3 à 15, caractérisé en ce que l'étape (114) de détermination de l'état de fonctionnement de chaque cylindre est déclenchée régulièrement.
Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. caractérise en ce qu'il comprend une étape (108) d'évaluation des résultats de la correction mise en oeuvre par les moyens de correction embarqués, et en ce qu'il consiste à émettre un signal d'intervention nécessaire si l'évaluation des résultats de la correction détermine un échec de la correction.
Système de diagnostic et de correction (32) de l'état de fonctionnement d'un moteur (10) Diesel pour véhicule automobile, ce moteur (10) comportant une chaîne (18a, 18b, 18c, 18d) d'acquisition de pression associée à chaque cylindre (12a, 12b, 12c, 12d) du moteur pour acquérir la pression dans chaque cylindre et une chaîne (30) d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur adaptée pour délivrer l'angle vilebrequin de chaque cylindre, et des moyens (34) de correction embarqués propres à corriger un ensemble prédéterminé de dysfonctionnement des cylindres et des chaînes d'acquisiticn et de dérives de fonctionnement des cylindres, caractérisé en ce qu'il comprend au moins :
- des moyens (500, 502, 516) d'analyse du fonctionnement, de chaque cylindre et ces chaînes d'acquisition de pression dans le cylindre et de l'angle de l'arbre moteur, adeptés pour identifier un état de fonctionnement de l'ensemble composé de ceux-ci parmi un état nominal de fonctionnement et un ensemble de dysfonctionnements et de dérives prédéterminés en fonction de caractéristiques prédéterminées du signal délivré par la chaîne d'acquisition de pression dans le cylindre, lesdits moyens d'analyse (500, 502, 516) comprenant des moyens d'acquisition de la valeur du signal dégivré par la chaîne d'acquisition de pression dans le cylindre et de la valeur de l'angle de l'arbre moteur délivrée par la chaîne d'acquisition de l'angle de l'arbre moteur afin d'obtenir l'évolution du signal délivré par la chaîne d'acquisition en fonction de langle vilebrequin du cylindre ; et

- des moyens (34, 530) de correction adaptés pour corriger des dysfonctior nements et des dérives identifiés appartenant à l'ensemble prédéterminé de dysfonctionnements et de dérives corrigeables par les moyens (34) de correction embarqués.
Système selon la revendication 18, caractérisé en ce qu'il est adapté pour mettre en oeuvre le procédé conforme à l'une quelconque des revendication 2 à 17.